图3给出了Reno，Cubic和BBR理想情况下的速率增长曲线的对比。
图3 Reno, Cubic和BBR模型对比[35]
2.3.3 QUIC
QUIC是近年来出现的具有广泛影响力的新传输协议，是在UDP之上开发的控制协议。它采用多路复用提高效率，采用加密避免网络中间节点对端到端流量的干预。QUIC的体系结构如图4所示。QUIC[36]跨越传输层与应用层，它的功能兼具TCP、TLS和HTTP/2等协议的功能：类似于TCP，QUIC内置拥塞控制、丢包恢复的模块；类似于TLS，QUIC进行数据包传输加密，支持端到端传输，避免中间节点的干扰；类似于HTTP/2，QUIC支持多路流复用的数据传输。在此基础上，QUIC的更上层只需要完成HTTP协议解析即可。
图4 QUIC体系结构
QUIC的多路复用机制是指通过单个传输连接发送多个数据流。在访问HTTP服务器时，由于HTTP/1.1一次只能请求一个资源，客户端通常需要建立多个并发的TCP连接，这种方式导致了复杂的连接管理以及低效的端到端资源的使用（每个连接都要从慢启动开始增加拥塞窗口）。HTTP/2则通过在一个TCP连接上进行多路复用来解决该问题。然而即使不同流（stream）的数据内容是相互独立的，如图5(a)所示，某条stream上的数据丢失仍然可能导致队头阻塞，因为TCP连接要求所有数据按照发送顺序传送到应用程序。在QUIC的设计中，如图5(b)所示，QUIC也支持在单个连接上复用并发的HTTP stream，一个QUIC连接可以携带相同或不同stream的多个帧，属于同一stream的所有帧按顺序传送。与HTTP/2不同的是其中一条stream中的丢包不影响其他stream的数据传输。
图5 HTTP/2（a）和QUIC（b）的多路复用中队头拥塞问题
为了提供安全传输，QUIC集成了TLS的安全功能，并强制加密所有传输数据。在连接建立的过程中，QUIC采用了Diffie-Hellman密钥交换算法，在服务器与客户端分别生成随机数用以生成密钥，再利用密钥加密后续所发送的数据。在防止用户隐私泄露的同时，也可以避免中间设备对流量造成干扰。服务器、客户端均使用数据包编号作为标识，该编号位于未加密的包头，故而在乱序接收数据包的情况下也可以进行解密。
除了以上两个特征外，QUIC还有以下特点：
1)0-RTT时间的安全连接建立；
2)实现于应用层，可快速迭代和部署；
每一个连接由唯一的标识符标识。
2.4 应用层与网络安全
2.4.1 云计算与CDN
2006年云计算的概念被提出，从2008年到2018年这十年里得到了快速的发展和部署。与此同时，互联网的内容提供和服务模式也发生了巨大变化，随着越来越多的数字服务迁移至内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)中，互联网应用的主流已经从过去的面向PC的下载服务，演变为各种各样的在线服务、APP服务等。
随着云计算的兴起，个人用户的计算机不再是具有处理和计算资源的独立系统，而是越来越像一个窗口，通过它可以看到存储在公共服务器上的数据。在云计算的模型中，本地设备实际上是存在于互联网中更大的后备存储的本地缓存。当一个用户可能拥有多个设备的时候，云计算模型极其有意义，因为无论用户使用哪个设备访问数据，在云计算的支持下，他访问的公共后备存储的内容都是一致的。这些云服务还能够更容易地支持具有数据共享功能或者协同工作功能的应用。在支持这些应用时，云模型不是去创建原始文档的一组副本，然后把所有用户编辑过的文档整合成一个，而是通过简单地更改文档的访问权限来共享文档。该文档只有一个副本，所有用户都可以访问它，并且用户可以根据自身的权限看到该文档的相关的编辑和注释。
与云服务紧密相关的是互联网的内容提供和服务模式。在过去的十年里，CDN深刻影响了互联网的应用。在这之前的一段时期里，互联网中的数据传送和内容之间虽然互相依赖，但是属于不同的业务领域。传送的任务是让用户能够访问内容，这意味着传送对于内容十分重要。类似的，内容对于传送也很重要，基于客户端/服务器模型的互联网失去了内容也是没有意义的。二者之中的内容产业更加有利可图，并且更少地受到监管和约束。许多内容提供商向公众提供免费服务，如免费电子邮件，免费内容托管，免费存储等，然后通过另一项交易为这些服务提供资金，主要是将消费者资料销售给出价最高的广告客户。在这个过程中并没有出现比较明显的监管。最后，内容产业使用自己的能力和资本消除了对数据传送产业的依赖，促成这个转变的就是CDN技术。在CDN的模型中，互联网不再需要将用户引导到不同的内容资源上，这些内容已经由CDN迁移到了用户附近。一旦所有类型的数据服务都迁移进入了CDN，并且CDN将这些服务部署到了临近具有商业价值的用户的地方。互联网中传统的传送业务又还能扮演什么角色呢？这些传统的传送业务提供者的前景并不乐观。